武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)

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1、武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì) 目 錄 1概述 2 1.1設(shè)計(jì)依據(jù) 2 1.2污水處理程度 3 2城市污水處理方案的確定 4 2.1確定污水處理方案的原則 4 2.2污水處理方案的確定 4 2.3污水處理工藝流程方案介紹 5 2.4工藝流程的確定 9 2.5主要構(gòu)筑物的選擇 9 3城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.1污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算污水處理工藝具體設(shè)計(jì)計(jì)算 16 3.2格柵的設(shè)計(jì) 16 3.3污水泵房的設(shè)計(jì) 21 3.4集水池 22 3.5曝氣沉砂池 23 3.6厭氧池 25 3.7氧化溝 25 3.8二沉池 30 4主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)尺寸一

2、覽 37 5污水廠平面布置 38 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 1概述 1.1設(shè)計(jì)依據(jù) 1.1.1設(shè)計(jì)題目 某城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 1.1.2設(shè)計(jì)依據(jù) (1)污水水量 擬建污水處理規(guī)模為5.4104m3/d; (2)進(jìn)水水質(zhì) BOD5=138mg/L;CODcr=290mg/L;SS=120mg/L;TN=39mg/L;氨氮=29mg/L。 (3)出水水質(zhì) 城市污水經(jīng)處理后，就近排入廠區(qū)東側(cè)某河流。污水處理廠出水水質(zhì)根據(jù)GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)排

3、放標(biāo)準(zhǔn)（B標(biāo)準(zhǔn)），污水廠出水水質(zhì)控制為： BOD5≦25mg/L； CODcr≦60mg/L；SS≦30mg/l；氨氮≦10mg/L。 1.2污水處理程度 污水處理程度是由對(duì)象和地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)決定。處理程度計(jì)算按公式1-1可得。 (1-1) 式中：——進(jìn)水物質(zhì)濃度； ——出水物質(zhì)濃度。 ①溶解性BOD去除率： 活性污泥處理系統(tǒng)處理水中的BOD5值是由殘存的溶解性BOD5 (Se)和非溶解性BOD5二者組成，而后者主要以生物污泥的殘屑為主體?；钚晕勰嗟膬艋δ?，是去除溶解性BOD5。因此從活性污泥的凈化功能考慮，應(yīng)將非溶解性

4、BOD5從水的總BOD5值中減去。 處理水中非溶解性值可用下列公式求得，此公式僅適用于氧化溝（本設(shè)計(jì)初定為氧化溝）。 =0.7Ce1.42(1－5)=0.7251.42(1－5)=17mg/L ∴處理水中溶解性BOD5為25-17=8mg/L ∴溶解性BOD5的去除率為: E=(138-8)/138100%=94.2% ②CODcr去除率： E=(290-60)/290100%=79.3% ③SS去除率： E=(120-30)/120100%=75% ④氨氮去除率：E=(29-10)/29100%=65.5% 2城市污水處理方案的確定 2.1確定污水處理方案的原

5、則 2.1.1確定污水處理方案的原則 (a)城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；保證良好的出水水質(zhì)，效益高； (b)污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)計(jì)； (c)為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動(dòng)化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件； (d)污水處理采用生物處理，污泥脫水采用機(jī)械脫水并設(shè)事故干化廠；污水采用季節(jié)性消毒； (e)提高管理水平，保證運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟(jì)效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料； (f)查閱相關(guān)的資料確定其方案。 2.1.2最佳

6、的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)： (a)保證處理效果，運(yùn)行穩(wěn)定； (b)基建投資省，耗能低，運(yùn)行費(fèi)用低； (c)占地面積小，泥量少，管理方便。 2.2污水處理方案的確定 根據(jù)測量的水量、水質(zhì)和環(huán)境容量降低的結(jié)論確定污水及污泥處理應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)對(duì)其處理工藝流程進(jìn)行方案篩選，并通過論證選擇合理的污水及污泥處理工藝流程。 2.2.1污水處理路線的選擇 我國城市污水處理在建國四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國國情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下： (a)對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后

7、的人工生物凈化技術(shù)路線； (b)以自然生物凈化為主并附以人工的生物凈化技術(shù)路線； (c)以深水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線； (d)以回用為目標(biāo)的污水深度處理技術(shù)路線，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇。 首先，c和d這兩種技術(shù)路線對(duì)于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應(yīng)選a和b兩種路線。尤其是以b這種路線應(yīng)予以推廣，因?yàn)殡S著環(huán)境狀況的日趨嚴(yán)峻，用水問題越發(fā)突出，從而對(duì)于水的合理使用必將是大家特別重視的課題，所以，結(jié)合本工程的具體情況，在已排除了前述三個(gè)技術(shù)路線后，我們認(rèn)為采用傳統(tǒng)活性污泥法或?qū)鹘y(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造的人工生物凈化的技術(shù)路線是比較合適的、可行的。主要有

8、以下特點(diǎn)： (a)能可靠的運(yùn)行并保證水質(zhì)凈化的要求； (b)不需要占用大面積的土地； (c)處理后污水即可用于灌溉、非灌溉季節(jié)排放，又不會(huì)造成污染； (d)為以后在經(jīng)濟(jì)條件可以的情況下，進(jìn)行三級(jí)深度處理從而回用打下基礎(chǔ)。 2.3污水處理工藝流程方案介紹 現(xiàn)階段城市污水處理應(yīng)用的多是生物處理系統(tǒng)，應(yīng)用較多的工藝有A2/O、氧化溝，及傳統(tǒng)活性污泥法，現(xiàn)對(duì)這三個(gè)工藝進(jìn)行比較，選出最合適的工藝。 2.3.1傳統(tǒng)活性污泥法 其工藝流程見圖2-1。 活性污泥法處理城市污水的典型工藝，其特點(diǎn)是好氧微生物在曝氣池中以活性污泥的形態(tài)出現(xiàn)，并通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣供給

9、微生物所必需的足夠氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有機(jī)物?；旌弦航?jīng)沉淀分離后，其活性污泥大量被回流到曝氣池中。生物氧化作用主要在這一級(jí)曝氣程序中完成。該法一般BOD5污泥負(fù)荷率為0.2～0.4kgBOD5/kgMLSSd，曝氣池停留時(shí)間約為4～6h，水氣比1:8。 (1)主要特點(diǎn)： 利用曝氣池中的好氧微生物，依靠鼓風(fēng)機(jī)曝氣供給的氧來分解污水中的有機(jī)物。混合液進(jìn)行沉淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池首端進(jìn)入池內(nèi)，回流污泥也同步注入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流動(dòng)至池的末端，流出池外至二沉池。 (2)優(yōu)點(diǎn)： (a)處理污水效果好，BOD5的去除率可達(dá)90%； (b)有豐富的技

10、術(shù)資料和成熟的管理經(jīng)驗(yàn)； (c)適宜處理大量污水，運(yùn)行可靠，水質(zhì)穩(wěn)定。 (3)缺點(diǎn): (a)運(yùn)行費(fèi)用高，由于在曝氣池的末端造成的浪費(fèi)，故提高了運(yùn)行成本； (b)基建費(fèi)用高，占地面積大； (c)對(duì)外界條件的適應(yīng)性差； (d)由于沉淀時(shí)間短和沉淀后碳源不足等情況，對(duì)于N、P去除率非常低，TN去除率僅有20%的效果，NH3-N用于細(xì)胞合成只能除12—18%，P的去除率也很低。 2.3.2 A2/O工藝 其工藝流程見圖2-2 圖2-2 A2/O工藝流程圖 (1)主要特點(diǎn): (a)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝，總的水力停留時(shí)間少于其他

11、同類工藝； (b)在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI值一般均小于100； (c)污泥中含P濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效； (d)運(yùn)行中無需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運(yùn)行費(fèi)用低； (e)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫N除P的功能； (f)脫N效果受混合液回流比大小的影響，除P效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氮的影響，因而脫N除P效率不可能很高。 ⑵存在的問題: (a)除P效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng)P/BOD值高

12、時(shí)更是如此； (b)脫N效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高； (c)進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的DO，減少停留時(shí)間，防止生產(chǎn)厭氧狀態(tài)和污泥釋放P的現(xiàn)象出現(xiàn)，但DO濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。 2.3.3氧化溝工藝 其工藝流程見圖2-3： 廢水 沉砂池 格柵 二沉池 氧 化 溝 出水 回流污泥 圖2-3 氧化溝工藝流程圖 (1)特點(diǎn)： 氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，是1950年由荷蘭公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循環(huán)流動(dòng)，其

13、水力停留時(shí)間一般較長，為15～16h，泥齡長達(dá)15～30d，屬于延時(shí)曝氣法。氧化溝處理系統(tǒng)的構(gòu)造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側(cè)渠作為二沉池的，有將二沉池建在渠上或單獨(dú)分建的等等，其供氧和水流動(dòng)力都是靠提升曝氣設(shè)備，這種設(shè)備分為早期使用的水平中心軸旋轉(zhuǎn)葉輪和后來出現(xiàn)的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般3米左右），而流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計(jì)運(yùn)行，提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，在缺氧段脫硝，在好氧段除碳源需氧量及達(dá)到脫N的目的。 (2)主要技術(shù)參數(shù) BOD5：NS=2.0～4.0 kgBOD5/md；N=

14、0.05～0.15kgBOD5/kgMLSSd； 水力停留時(shí)間：t=10～30h；泥齡：ts=10～30d； MLSS：X=2500～6000mg/l；出水BOD5：10～15mg/l； 出水SS：se=10～20 mg/l；出水NH3-N：Ne=1～3mg/l； 溝內(nèi)水流速度：V=0.3～0.5m/s；環(huán)流周期：T=15～30min； 溝內(nèi)水深：H=2.5～4.5m；寬深比：B：H=2：1。 (3)優(yōu)點(diǎn) (a)氧化溝內(nèi)循環(huán)流量很大，進(jìn)入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋，因此具有很強(qiáng)的承受沖擊負(fù)荷的能力，對(duì)不易降解的有機(jī)物也有較好的處理效果。 (b)處理效果穩(wěn)定可靠，

15、不僅可滿足BOD5、SS的排放標(biāo)準(zhǔn)，還可以達(dá)到脫N除P的效果。 (c)由于氧化溝的水力停留時(shí)間和泥齡都很長，懸浮物、有機(jī)物在溝內(nèi)可獲得較徹底的降解。 (d)活性污泥產(chǎn)量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設(shè)初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)，簡化了處理流程，減少了處理構(gòu)筑物，使其基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都低于一般活性污泥法。 (e)承受水質(zhì)、水量、水溫能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好。 (4)缺點(diǎn) 氧化溝運(yùn)行管理費(fèi)用高；氧化溝溝體占地面積大。 綜上所述：在本次設(shè)計(jì)中采用氧化溝工藝。 2.4工藝流程的確定 本設(shè)計(jì)的工藝流程圖見圖2-4 2.5主要構(gòu)筑

16、物的選擇 2.5.1事故溢流閘井 進(jìn)水閘井與第一道格柵共建在一起。 2.5.2格柵 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機(jī)械清除。大型污水處理廠截污量大，為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，一般應(yīng)用機(jī)械清除截留物。 2.5.3污水泵房 城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大部分來自于電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及泵站具污水處理廠的關(guān)鍵所在。 泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價(jià)，其它考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質(zhì)、水文地

17、質(zhì)條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下幾種形式[7]： ①合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為4臺(tái)或更多時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡單，占地面積大； ②合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)不超過4臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵啟動(dòng)方便。 ③對(duì)于自灌式泵房，采用自灌式水泵，葉輪（泵軸）低于集水池最低水位，在最高、中間和最低水位都能直接啟動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)為啟動(dòng)及時(shí)可靠，不需引水輔助設(shè)備，操作簡單。 ④非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不

18、能直接啟動(dòng)，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動(dòng)程序。 ⑤潛水泵站，潛水泵的電機(jī)防水密封，可以長期侵入污水中，不存在受潮問題，潛水泵電機(jī)機(jī)組整體安裝，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，便于就位和更換，所以潛水泵站無需上部廠房，也簡化了地下結(jié)構(gòu)，降低了工程造價(jià)。但是潛水泵在水下運(yùn)行，所以要有可靠的產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化控制和保護(hù)功能作技術(shù)依托，潛水泵價(jià)格較高。 本設(shè)計(jì)因水量較小，并考慮到占地、造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，以及施工的方便與否，采用潛污式矩形泵房。 2.5.4沉砂池 沉砂池的功能是去除比重較大的無機(jī)顆粒。沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以便減輕無機(jī)顆粒對(duì)水泵、

19、管道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池三類。 (1)平流沉砂池 優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工，便于管理。 缺點(diǎn)：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。 (2)豎流沉砂池 優(yōu)點(diǎn)：占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。 缺點(diǎn)：池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受限制，過大的池徑會(huì)使布水不均勻。 (3)曝氣沉砂池 優(yōu)點(diǎn)：克服了平流沉砂池的缺點(diǎn)，使

20、砂粒與外裹的有機(jī)物較好的分離，通過調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣?，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。 缺點(diǎn)：由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加。 基于以上三種沉砂池的比較，曝氣沉砂池除砂效果較好，適合本工藝設(shè)計(jì)的進(jìn)水SS較高，要求去除率高的特點(diǎn)；加之曝氣沉砂池有很強(qiáng)的除油能力，將有利于以后的氧化溝的表面曝氣和運(yùn)行穩(wěn)定，本工程設(shè)計(jì)確定采用曝氣沉砂池。 2.5.5氧化溝 氧化溝技術(shù)發(fā)展加快，類型多樣，氧化溝技術(shù)發(fā)展較快，類型多樣，根據(jù)其構(gòu)造和特征，主要分為帕斯維爾氧化溝（Pasv

21、eer）；卡魯塞爾氧化溝（Carrousel）；交替工作式氧化溝；奧貝爾氧化溝（Orbal）；一體化氧化溝（合建式氧化溝）。各種氧化溝的類型及技術(shù)特點(diǎn)如下[9]： (1)帕斯維爾氧化溝 (a)性能特點(diǎn)：出水水質(zhì)好，脫氮效果較明顯;構(gòu)筑物簡單，運(yùn)行管理方便;結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)地形選擇合適的構(gòu)筑物形狀;單座構(gòu)筑物處理能力有限，流量較大時(shí)，分組太多占地面積大，增加了管理的難度。 (b)結(jié)構(gòu)形式：單環(huán)路，有同心圓型，折流型和U型等形式，多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 (c)曝氣設(shè)備：轉(zhuǎn)刷式轉(zhuǎn)盤，水深較深時(shí)，配置潛水推進(jìn)器。 (d)適用條件：出水水質(zhì)要求高的小型污水處理廠。 (2)卡魯塞爾氧化溝

22、(a)性能特點(diǎn)：出水水質(zhì)好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率高；曝氣設(shè)施單機(jī)功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可以節(jié)省投資，又可以使運(yùn)行管理簡化；有極強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費(fèi)用降低；用電量較大，設(shè)備效率一般；設(shè)備安裝較為復(fù)雜，維修和更換繁瑣。 (b)結(jié)構(gòu)形式：多溝串聯(lián)。 (c)曝氣設(shè)備：立式低速表曝機(jī)，每組溝渠只在一端安設(shè)一個(gè)表面曝氣機(jī)。 (d)適用條件：大中型污水處理廠，特別是用地緊張的大型污水處理廠。 (3)交替工作式氧化溝 (a)性能特點(diǎn)：出水水質(zhì)好；可以不單獨(dú)設(shè)置二沉池，處理流程短，節(jié)省占地；不需單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過

23、運(yùn)行過程中設(shè)置停曝期，進(jìn)行反硝化，具有較高的氮去除率；設(shè)備閑置率高；自動(dòng)化程度要求高，增加了運(yùn)行管理難度。 (b)結(jié)構(gòu)形式：單溝（A型）雙溝（B型）和三溝（T型），溝之間相互連通。 (c)曝氣設(shè)備：水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤。 (d)適用條件：出水要求高的大中型污水處理廠。 (4)奧貝爾氧化溝 (a)性能特點(diǎn)：出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)硝化反硝化；可以在未來負(fù)荷增加的情況下加以擴(kuò)展；易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；容易維護(hù)；節(jié)能，比其他任何氧化溝系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要的動(dòng)力都??；受結(jié)構(gòu)形式的限制，總圖布置困難。 (b)結(jié)構(gòu)形式：三個(gè)或多個(gè)溝道，相互連通。 (c)曝氣設(shè)備：水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)碟

24、），可以進(jìn)行多個(gè)組合。 (d)適用條件：出水要求高的大中型污水處理廠。 (5)一體化氧化溝 (a)性能特點(diǎn)：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少；不設(shè)置單獨(dú)的二沉池，氧化溝系統(tǒng)占地面積較??；溝內(nèi)設(shè)置沉淀區(qū)，污泥自動(dòng)回流，節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理工作量少；固液分離比一般二沉池高；運(yùn)行和啟動(dòng)存在一定問題；技術(shù)尚處于研究開發(fā)階段。 (b)結(jié)構(gòu)形式：單溝環(huán)形溝道，分為內(nèi)置式固液分離和外置式分離式 (c)曝氣設(shè)備：水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤 (d)適用條件：中小型污水處理廠 綜上所述，各種氧化溝各有優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)用地較為緊張，以及基建費(fèi)用、運(yùn)行成本、運(yùn)行管理、處理要求等

25、方面考慮，設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾氧化溝。 2.5.6沉淀池（二沉池） 由于本設(shè)計(jì)主要構(gòu)筑物采用氧化溝，可不設(shè)初沉池。二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下幾種形式: (1)平流沉淀池 平流沉淀池的優(yōu)點(diǎn)包括: (a)沉淀效果好； (b)耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)； (c)施工容易，造價(jià)低。 它的主要缺點(diǎn)為： (a)池子配水不均勻； (b)采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作量大。 適用條件:適用于大、中、小型污水處理廠；適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差的地區(qū)。 (2)輻流式沉淀池 輻流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)包括： (a)多為機(jī)械排

26、泥，運(yùn)行較好，管理較簡單； (b)排泥設(shè)備已趨定型。 它的主要缺點(diǎn)為： (a)池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差； (b)機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。 適用條件：適用于大、中型污水處理廠；適用于地下水位較高的地區(qū)。 (3)豎流式沉淀池 豎流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)包括： (a)排泥方便，管理簡單； (b)占地面積較小。 它的主要缺點(diǎn)為： (a)池子深度大，施工困難； (b)對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性能力較差； (c)造價(jià)較高； (d)池徑不宜過大，否則布水不均勻。 適用條件：適用于處理水量不大的小型污水處理廠。 (4)斜板（管）沉淀池 斜板（管）沉淀池的優(yōu)點(diǎn)包括：

27、 (a)沉淀效率高，停留時(shí)間短； (b)占地面積小。 它的主要缺點(diǎn)為： (a)用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差； (b)運(yùn)行管理成本高。 綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)比較，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況：設(shè)計(jì)水量較大，不宜采用豎流式沉淀池；由于斜板（管）式沉淀池運(yùn)行成本較高，也不做采用；由于平流沉淀池管理運(yùn)行較為繁瑣，運(yùn)行成本高，也不做采用；對(duì)于輻流式沉淀池現(xiàn)在的技術(shù)也已經(jīng)成熟，且刮泥機(jī)械的技術(shù)也已經(jīng)基本完善，可以保證良好的出水效果，并且運(yùn)行管理簡單。本工程二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。 2.5.7消毒 接觸池：采用折板往復(fù)式池子。

28、消毒劑的選擇： (1)液氯：適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠； (a)優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡單; (b)缺點(diǎn)：對(duì)生物有毒害作用，并且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)。 (2)漂白粉：適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠； (a)優(yōu)點(diǎn)：投加設(shè)備簡單，價(jià)格便宜； (b)缺點(diǎn)：除用液氯缺點(diǎn)外，尚有投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 (3)臭氧 (a)優(yōu)點(diǎn)：消毒效率高，能有效的降解水中殘留有機(jī)物、色味等，污水溫度、PH值對(duì)消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物； (b)缺點(diǎn)：投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜。 綜上三種消毒劑的比較，本工程設(shè)計(jì)采用最常用且技術(shù)成熟的液

29、氯作消毒劑，為減少其危害，在設(shè)計(jì)中采用余氯自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，嚴(yán)格控制出水氯含量。 2.5.8濃縮池 污泥濃縮池主要是降低污泥中的間隙水，來達(dá)到使污泥減容的目的。經(jīng)濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動(dòng)性。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法、離心法。 濃縮池可分為氣浮濃縮池、重力濃縮池和離心濃縮池。重力濃縮池按其運(yùn)行方式分為間歇式或連續(xù)式。 (a)氣浮濃縮池：依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運(yùn)行費(fèi)用較高，貯泥能力??； (b)連續(xù)式重力濃縮池：用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多；

30、 (c)間歇式重力濃縮池：主要靠閥門控制污泥的進(jìn)出和上清液的排出，無刮泥系統(tǒng)，管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低，動(dòng)力消耗??； (d)離心濃縮池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中受到不同的離心力二是兩者分離，達(dá)到濃縮目的。離心分離一般要加入助凝劑，且耗電量大，在達(dá)到相同的濃縮效果時(shí)，其電耗約為氣浮法的10倍。 綜上所述，由于本工藝設(shè)計(jì)水量較少，結(jié)合氧化溝工藝污泥穩(wěn)定，且污泥量較少，本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池。 3城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算污水處理工藝具體設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)水情況：Q=54000 m3/d，平均流量: Q=54000/24/3600m3

31、/s=0.625m3/s 3.2格柵的設(shè)計(jì) 3.2.1粗格柵 本設(shè)計(jì)采用粗細(xì)兩種格柵，兩道粗格柵、兩道細(xì)格柵，粗格柵建于泵站前,細(xì)格柵建于泵站后，曝氣沉砂池前。 (1)設(shè)計(jì)原則 (a)中格柵間隙一般采用10～40mm； (b)格柵不宜少于兩臺(tái)，如為一臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用； (c)過柵流速一般采用0.4～0.9m/s； (d)格柵傾角一般采用45～75； (e)通過格柵的水頭損失一般采用0.08 m/s～0.17m/s； (f)格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，工作臺(tái)有安全和沖洗設(shè)施； (g)格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺(tái)正面

32、過道寬度：人工清除， 不小于1.2m；機(jī)械清除，不小于1.5m； (h)機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)或采取其它保護(hù)設(shè)備的措施； (i)設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物必須考慮設(shè)有良好的檢修、柵渣的日常清除。 (2)設(shè)計(jì)參數(shù) (a)設(shè)計(jì)流量Q=0.625m3/s； (b)過柵流速v1=0.9m/s； (c)格柵間隙b=60mm； (d)格柵安裝傾角θ=60。 (3) 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 (a)確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得柵前槽寬B1=1.20m，則柵前水深h=B1/2=0.60m (b)柵條間隙數(shù): 根據(jù)以上公式，我們算出n=18 (c)柵槽有

33、效寬度： 柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m，在此取0.2m。 柵條寬度S=0.01m B=S(n-1)+bn+0.2=1.45m (d)進(jìn)水渠道漸寬部分的長度： 設(shè)進(jìn)水渠寬b1=0.6m，漸寬部分展開角α1=20，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.45m/s。 (e)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2： L2=0.5L1=0.18m (f)通過格柵的水頭損失： 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，取k=3， 其中: h0：計(jì)算水頭損失，m k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù) ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，=β（s/b）4/3當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42

34、 (g)柵后槽總高度H，m 設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m H=h+h1+h2=0.60+0.024+0.3=0.924m (h)柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα =0.36+0.18+0.5+1.0+0.9/tan60 =2.56m (i)每日柵渣量W1=0.01m3/(103m3污水） W=864000.6250.01/1000/1.3=0.412m3/d＞0.2m3/d 宜采用機(jī)械清渣。 3.2.1.1計(jì)算草圖 3.2.1.2粗格柵選用 根據(jù)格柵間距、寬度在《給水排水設(shè)計(jì)手冊》第9冊上查得采用GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)，其性能

35、見表1。 表1 GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵性能規(guī)格表 3.2.2細(xì)格柵 （1）設(shè)計(jì)參數(shù) (a)柵前水深h=0.8m； (b)設(shè)計(jì)流量Q1=0.625m3/s； 過柵流速v1=0.8m/s； (d)格柵間隙b=10mm； (e)格柵安裝傾角α=60。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 (a)確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得柵前槽寬B1=1.25m，則柵前水深h=B1/2=0.63m (b)柵條間隙數(shù)： 計(jì)算得n=116 設(shè)計(jì)安裝3臺(tái)格柵，每組格柵間隙數(shù)n=42條。 (c)柵槽寬度： 柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m，在此取0.2m,設(shè)柵條寬S=0.01m。 B2=S(n

36、-1)+bn+0.2=0.01（42-1）+0.0142+0.2=1.03m 所以總槽寬為B=1.033+0.152＝3.39m（考慮中間隔墻厚0.15m） (d)進(jìn)水渠道漸寬部分的長度: L1=(3.39-1.25)/2/0.364=2.94m (e)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2： L2=L1/2=1.47m (f)通過格柵的水頭損失： 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，取k=3,則 其中=β（s/e）4/3 (g)柵后槽總高度H，m 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.63+0.3=0

37、.93m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.63+0.21+0.3=1.14m (h)柵槽總長度L，m： L= L1＋L2＋1.0＋0.5＋H1/tgα =2.94＋1.47＋1.0＋0.5＋1.05/ tan60=6.52m （i）每日柵渣量 W=864000.6250.1/1000/1.3=4.154＞0.2 所以宜采用機(jī)械格柵清渣 3.2.2.1計(jì)算草圖 3.3污水泵房的設(shè)計(jì) 3.3.1一般規(guī)定 (a)應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)近期污水量，確定污水泵站的規(guī)模，泵站設(shè)計(jì)流量一般與進(jìn)水管之設(shè)計(jì)流量相同； (b)應(yīng)明確泵站是一次建成還是分期建設(shè)，是永久性還是半永久性，以決定其標(biāo)

38、準(zhǔn)和設(shè)施； (c)并根據(jù)污水經(jīng)泵站抽升后，出口入河道、灌渠還是進(jìn)處理廠處理來選擇合適的泵站位置； (d)污水泵站的集水池與機(jī)器間在同一構(gòu)筑物內(nèi)時(shí)，集水池和機(jī)器間須用防水隔墻隔開，允許滲漏，做法按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求；分建式，集水井和機(jī)器間要保持的施工距離，其中集水池多為圓形，機(jī)器間多為方形； (e)泵站構(gòu)筑物不允許地下水滲入，應(yīng)設(shè)有高出地下水位0.5米的防水措施。 3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算泵站揚(yáng)程 (a)流量的確定 Qmax=2250m3/h本設(shè)計(jì)擬定選用4臺(tái)潛污泵（3用1備），則每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量為：Q=750m3/h。 (b)揚(yáng)程的計(jì)算 H=H靜+2.0+（0.5～1.0）

39、 式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水頭損失； 0.5～1.0—自由水頭的估算值，取為1.0； H靜—水泵集水池的最低水位H1與水泵出水水位H2之差； H1=進(jìn)水管底標(biāo)高+Dh /D- 1.8 =336.0+1.50.65-1.8 =335.175m H2=接觸池水面標(biāo)高+沉砂池至接觸池間水頭損失 經(jīng)過高程計(jì)算：H2=341.264m 則：H靜=H2-H1=341.264-335.175=6.089m 則：水泵揚(yáng)程H=H靜+2.0+1.0=6.089+2.0+1.0=9.089m取10m 3.4集水池

40、 (1)集水池形式 污水泵站的集水池宜采用敞開式，本工程設(shè)計(jì)的集水池與泵房共建，屬封閉式。 (2)集水池容積計(jì)算 泵站集水池容積一般按不小于最大一臺(tái)泵5分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取1.5—2.0米。 停留時(shí)間t≤1min，取t=10s， 取h=3.5m；l：b=2.5；則l=2.5m，b=1m；前區(qū)：后區(qū)=1：2，管道中心線到池底0.5m，出水口距池壁底2.5m。 則：集水井有效容積尺寸為3.52.51m。 3.5曝氣沉砂池 3.5.1設(shè)計(jì)要求 (1)城市污水處理廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池； (2)沉砂池按去除比重2.65，粒徑0.2mm以上的沙粒設(shè)計(jì)； (3)設(shè)計(jì)流量的

41、確定： (a)當(dāng)污水為自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期的最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算； (b)當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算； (c)在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。 (4)沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)； (5)設(shè)計(jì)水平流速一般為0.08～0.12m/s； (6)設(shè)計(jì)停留時(shí)間一般為4～6min； (7)有效水深為2～3m，池寬與池深比為1～1.5，池的長寬比可達(dá)5，當(dāng)池長寬比大于5時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向擋板； (8)曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.5～6.0mm,距池底約0.6～0.9m，并應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門； (9)沉砂池的超高一般不小于0.3m

42、。 3.5.2設(shè)計(jì)參數(shù) (1)本設(shè)計(jì)沉砂池采用一座，分兩格； (2)停留時(shí)間45s ； (3)水平流速0.25m/s； (4)池底的坡度為0.06； (5)沉砂池的超高取0.3m 。 3.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 長度 (2) 水流斷面積 A=Qmax/v=0.625/0.25=2.5m2 (3) 池總寬度 設(shè)有效水深h2=0.9m 則池寬B=A/h2=2.5/0.9=2.78m 共分4格，每格寬b=0.7m (4) 沉砂斗所需容積 設(shè)T=2d V砂斗=86400QmaxTX/1000/1.3=2.5m3 (5) 每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每一分格

43、有2個(gè)沉砂斗 V=2.5/2/4=0.3125m3 (6) 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 =0.5m,斗壁與水平面的傾角為55，斗高=0.50m 沉砂斗上口寬： 沉砂斗容積： (7) 沉砂室高度 采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗。 (8) 池總高度 設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m H=h1+h2+h3=0.3+0.9+0.76=1.96m 沉砂池底部的沉砂通過吸砂泵，送至砂水分力器，脫水后的清潔砂礫外運(yùn)，分離出來的水回流至泵房吸水井。 3.6厭氧池 一般為使氧化溝具有除磷脫氮的功能，在氧化溝之前設(shè)生物選擇器及厭氧池，這樣，污水可以在這

44、里進(jìn)行厭氧中重要的釋磷作用以及部分反硝化作用。因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中并未要求除磷，故此處可不考慮設(shè)厭氧池。 3.7氧化溝 本設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾氧化溝 3.7.1已知條件 (1)水量Q=54000m3/d； (2)BOD5濃度S0=138mg/L， Se=25 mg/L； (3)進(jìn)水氨氮=29mg/L，出水氨氮=10mg/L (4)堿度SALK=2000 mg/L (以CaCO3計(jì)一般城市污水多采用此法)； (5)最低水溫T＝5℃。 3.7.2設(shè)計(jì)參數(shù) (1)有效水深h≥5m； (2)污泥負(fù)荷N=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSSd)； (3)污泥泥齡

45、θC = 25 ～30d ； (4)水力停留時(shí)間18～28h； (5)污泥產(chǎn)率系數(shù)Y＝0.55； (6)混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=2800 mg/L； (7)混合揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）XV=2100 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)； (8)污泥齡QC=30d；； (9)內(nèi)源呼吸系數(shù)Kd=0.055； (10)20℃時(shí)脫氮率qdn=0.035kg。 3.7.3氧化溝設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)去除BOD5計(jì)算 (a)氧化溝出水BOD5濃度S0為了保證出水BOD5濃度Se ≤ 25mg/L,必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD5濃度 (b)好氧區(qū)容積V1

46、 (c)好氧區(qū)水力停留時(shí)間t1 (d)剩余污泥量ΔX , kg/m3 式中：X1—進(jìn)水懸浮固體可溶性部分（進(jìn)水TSS-進(jìn)水VSS）的濃度； Xe—出水TSS濃度。 去除每kgBOD所產(chǎn)生的干污泥量： (2)脫氮量計(jì)算 (a)氧化溝的氨氮量 氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%,則用于生物合成的總氮量為 (b)脫氮量Nr=進(jìn)水總氮量-出水總氮量-生物合成所需的氮量 (c)計(jì)算脫氮所需池容V及停留時(shí)間T 脫硝率 考慮最不利的條件水溫，最低水溫為5℃ 5℃時(shí)qdn=1.08(12-20)0.35＝0.010[kg(還原的NO3-N/kg

47、MLVSS)] 脫氮所需容積 停留時(shí)間 (3)氧化溝總?cè)莘e及停留時(shí)間t V總＝V1+V2=20814+40254=61068m3 t=t1+t2=9.3+17.9=27.2h 校核污泥負(fù)荷 滿足設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定氧化溝污泥負(fù)荷應(yīng)為0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS.d) (4)需氧量計(jì)算 (a)設(shè)計(jì)需氧量AOR 氧化溝設(shè)計(jì)需氧量AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5的需氧量 －脫氮產(chǎn)氧量 ①去除BOD5需氧量D1 D1=a‵Q(S0-S)+b‵VX 式中：a‵—微生物對(duì)有機(jī)底物氧化分解的需氧率，取0.52； b‵—活性污泥自身氧化需氧率，取0.12；

48、 D1＝0.5254000（0.138-0.008）+0.12610682.1 ＝19039.5kg/d ②剩余污泥量BOD5需氧量D2（用于合成的那一部分） D2 =1.42 ΔX=1.421997= 2835.7kg/d ③脫氮產(chǎn)氧量D5 每還原1kgNO3產(chǎn)生2.86kgO2 總需氧量＝19039.5-2835.7-2417＝13786.8kg/d 考慮安全系數(shù)1.4，則 AOR＝1.413786.8＝19301.5 kg/d ④標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量SOR 式中：Cs（20）－20℃氧的飽和度，取Cs（20）＝9.17mg/l Cs（25）-25℃氧的飽和度，

49、取Cs（25）＝8.38mg/l C-溶解氧濃度 α－修正系數(shù)，取0.85 β－修正系數(shù)，取0.95 T-進(jìn)水最高溫度，℃ 校核去除每kgBOD5的標(biāo)準(zhǔn)需氧量 （5）氧化溝尺寸計(jì)算 設(shè)計(jì)四座氧化溝 單座氧化溝有效容積容積V單=V/4=61068/4＝15267m3 設(shè)計(jì)氧化溝有效水深H=5m，超高設(shè)計(jì)1m，氧化溝深度h=5+1=6m，中間分隔墻厚度為0.25m。 氧化溝面積A =V/5 =15267/5 = 3053.4m2 設(shè)計(jì)單溝道寬度b=8m; 彎道部分面積 直線段部分面積 單溝段直線段長度L （7）進(jìn)水管和出水管計(jì)

50、算 污泥回流比：R=38.9%； 進(jìn)出水管流： 進(jìn)水水管控制流速：V≤1m/s； 進(jìn)出水管直徑：，取0.6m 校核進(jìn)出水管流速：，滿足要求 （8）出水堰及出水井設(shè)計(jì) 為了能夠調(diào)節(jié)氧化溝的運(yùn)行及出水，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動(dòng)可調(diào)節(jié)堰。初步估計(jì)δ/H<0.67，因此按照薄壁堰來計(jì)算 取堰上水頭高H = 0.2m 則堰 考慮可調(diào)節(jié)堰的安裝要求（每邊留0.3m） 則出水豎井長度L =0.32＋b=0.6＋1.31=1.91m 出水豎井寬度B取1.4m(考慮安裝需要) 則出水豎井平面尺寸為LB=1.91m1.4m 氧化溝出水井出水孔尺寸bh=1.31m0.

51、5m。 (8)曝氣設(shè)備選擇 單座氧化溝需氧量SOR1 每座氧化溝設(shè)3臺(tái)卡魯塞爾專用倒傘形葉輪表面曝氣機(jī)。單臺(tái)曝氣機(jī)所需充氧能力為336.7/3=112.3kgO2/h。 3.8二沉池 3.8.1設(shè)計(jì)要求 (1)沉淀池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)； (2)沉淀池的直徑一般不小于10mm，當(dāng)直徑小于20mm時(shí)，可采用多斗排泥；當(dāng)直徑大于20mm時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械排泥； (3)沉淀池有效水深不大于4m，池子直徑與有效水深比值不小于6；. (4)池子超高至少應(yīng)采用0.3m； (5)為了使布水均勻，進(jìn)水管四周設(shè)穿孔擋板，穿孔率為10%—20%。出水堰應(yīng)用鋸齒三角堰，堰

52、前設(shè)擋板，攔截浮渣； (6)池底坡度不小于0.05； (7)用機(jī)械刮泥機(jī)時(shí)，生活污水沉淀池的緩沖層上緣高出刮板0.3m，工業(yè)廢水沉淀池的緩沖層高度可參照選用，或根據(jù)產(chǎn)泥情況適當(dāng)改變其高度； (8)當(dāng)采用機(jī)械排泥時(shí)，刮泥機(jī)由絎架及傳動(dòng)裝置組成。當(dāng)池徑小于20m時(shí)用中心傳動(dòng)，當(dāng)池徑大于20m時(shí)用周邊傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1.0—1.5m/min（周邊線速），將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力或污泥泵排除；作為二沉池時(shí)，沉淀的活性污泥含水率高達(dá)99%以上，不可能被刮板刮除，可選用靜水壓力排泥； (9)進(jìn)水管有壓力時(shí)應(yīng)設(shè)置配水井，進(jìn)水管應(yīng)由井壁接入不宜由井底接入，且應(yīng)將進(jìn)水管的進(jìn)口彎頭朝向井底。 3.8

53、.2設(shè)計(jì)參數(shù) (1)表面負(fù)荷取0.8—2m3/m2.h，沉淀效率40%—60%； (2)池子直徑一般大于10m，有效水深大于3m； (3)池底坡度一般采用0.05； (4)進(jìn)水中心管流速大于0.4m/s，進(jìn)水采用中心管淹沒或潛孔進(jìn)水，過孔流速為0.1—0.4m/s，潛孔外側(cè)設(shè)穿孔擋板或穩(wěn)流罩，保證水流平穩(wěn)；出水處應(yīng)設(shè)置浮渣擋板，擋渣板高出池水面0.15—0.2m，排渣管直徑大于0.2m，出水周邊采用鋸齒三角堰，匯入集水渠，渠內(nèi)流速為0.2—0.4m/s； (5)排泥管設(shè)于池底，管徑大于200mm，管內(nèi)流速大于0.4m/s，排泥靜水壓力1.2—2.0m，排泥時(shí)間大于10min。 3.

54、8.3設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)主要尺寸計(jì)算 (a)池表面積： 式中：A—池表面積，m2； Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/h ； q—水力表面負(fù)荷，本設(shè)計(jì)0.9m3/m2h 。 則： (b)單池面積： 本次設(shè)計(jì)設(shè)四座輻流式沉淀池 (c)池直徑： 結(jié)合刮泥機(jī)考慮本次設(shè)計(jì)D取29m。 (d)沉淀部分有效水深： h2=q.t 式中：t-沉淀時(shí)間，本設(shè)計(jì)取t=2.5h h2=0.92.5=2.25m (e) 污泥區(qū)的容積V 設(shè)計(jì)采用周邊傳動(dòng)的刮吸泥機(jī)排泥，污泥區(qū)容積按2h貯泥時(shí)間確定。 設(shè)計(jì)4個(gè)二沉池 每個(gè)沉淀池污泥區(qū)

55、的容積 V‵=3937.5/4=984.38m3 (f) 污泥區(qū)高度h4 ①污泥斗高度 設(shè)池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D2=1.5m,上部直徑D1=3.0m,傾角60則 ②圓錐體高度 ③豎直段污泥部分的高度 污泥區(qū)的高度污泥區(qū)的高度h4 = h4+ h4 + h4 =1.30 + 0.64+ 1.11= 3.05m (g) 沉淀池的總高度H 設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m,緩沖層高度h3=0.5m。 H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.25+0.5+3.05=6.1m (2)二沉池進(jìn)水管路計(jì)算 (a)設(shè)計(jì)參數(shù)： 進(jìn)水管流速V1=0.6～0.8

56、m/s 中心管流速V2=0.2～0.4m/s 中心管出水流速V3=0.1～0.2m/s 中心管外的流速V4=0.05m/s 中心管開孔高度h=0.5m 中心管開孔寬度b= (b)池內(nèi)管路的計(jì)算及校核 單池流量為： ①進(jìn)水管：取D1=500mm 在0.6—0.8之間,滿足要求 ②進(jìn)水豎井：取D2=750mm 在0.2—0.4之間，滿足要求 設(shè)V = 0.20m/s，可算出中心管開孔數(shù)： 個(gè)，取7個(gè) 則：，取1.6m ③擋板的設(shè)計(jì) 擋板高度h，： 穿孔擋板的高度為有效水深的1/2—1/3， 穿孔面積：擋板上開孔面積總面積的10—20%，取15%，則：

57、 開孔個(gè)數(shù)n： 孔徑為100mm，則： 個(gè) ④攔浮渣設(shè)施及出水堰計(jì)算 攔浮渣設(shè)施，浮渣用刮板收集，刮渣板裝在刮泥機(jī)行架的一側(cè)，在出水堰前設(shè)置浮渣擋板，以降低后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。 ⑤出水堰的計(jì)算 單池設(shè)計(jì)流量： ⑥環(huán)行集水槽的設(shè)計(jì) 環(huán)行集水槽內(nèi)流量： 本設(shè)計(jì)采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每側(cè)只有一個(gè)總出水口。 集水槽寬度為 式中：b—集水槽寬度 k—安全系數(shù)，采用1.5—1.2，本次設(shè)計(jì)取k = 1.3。 b= 0.9（1.30.156 ）= 0.475 m ，取b=0.48m 集水槽起點(diǎn)水深為： h = 0.75?b = 0.75 0.48 = 0.36m

58、 集水槽終點(diǎn)水深為： h =1.25?b =1.25 0.48= 0.6m 槽深取0.7m。 ⑦出水溢流堰的設(shè)計(jì)： 采用出水三角堰（90。）設(shè)計(jì)堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m，每個(gè)三角堰的流量q1： 三角堰個(gè)數(shù)n1： 個(gè)，取191個(gè) 三角堰中心距： 3.9 接觸池及污泥濃縮池 3.9.1 接觸池 二級(jí)處理設(shè)計(jì)最大流量 7000t/d 平均流量 4717t/d＝198m3/h 流量變化系數(shù)KZ=1.55 設(shè)計(jì)平均流速 0.4m/s 接觸消毒時(shí)間 30min 則池長 L=0.430=12m 設(shè)池寬為 5.0m 則有效水

59、深為 198/6050.4＝1.65m 3.9.2 污泥濃縮脫水的計(jì)算 （1）、泥量計(jì)算 參數(shù)取值：污泥含水率為99.5%； SVI位于70－150之間，取100，則XR=106/SVI=40g/L; 濃縮后泥餅含水率取80%。 已知剩余污泥為1997kg/d 則 Qs=ΔX/(fXr)=1997/(0.740)=71.4m3/d 每天泥餅體積為： V2=V1(100-P1)/(100-P2) =71.4(100-99.5)/(100-80) =1

60、.79m3 干污泥比重： rs=250/(100+1.5*Pv) (污泥有機(jī)物含量為65%) =250/(100+1.5*65) =1.26 所以，每天產(chǎn)生的泥餅重量為： 1.791.26103=2256kg/d （2）、設(shè)備選用 根據(jù)以上的計(jì)算，選用啟東市鑫杰環(huán)境工程設(shè)備有限公司的濃縮—壓濾脫水一體化設(shè)備。 型號(hào)：DNQ-1000 帶寬：1000mm 功率：2.2kw 沖網(wǎng)水（耗水量7.5m3/h） 壓力>=0.5Mpa 壓縮空氣耗氣量：0.3m3/min 一用一備，每天

61、工作4h （3） 、 污泥處理工藝方案 ①污泥處理要求 污水生物處理過程中將產(chǎn)生大量地生物污泥，有機(jī)物含量較高而且不 定，易腐化，并含寄生蟲卵，若不妥善處理處置，將造成二次污染。 污泥處理地要求如下： 1）、減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化； 2）、減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處理費(fèi)用； 3）、減少污泥中有毒物質(zhì)； 4）、利用污泥中可用的物質(zhì)，變廢為寶。 ②污泥處理工藝 通常，城市污水處理廠完善的處理工藝為： 剩余污泥——污泥濃縮——污泥硝化——污泥脫水——泥餅外運(yùn)。 由于本設(shè)計(jì)污水處理工藝采用三溝式氧化溝，污泥

62、齡較長污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定剩余污泥量較少，可不進(jìn)行硝化，如采用硝化處理 ，需增加硝化池，加熱，攪拌和沼氣處理，利用一系列構(gòu)筑物及設(shè)備使投資增加。因此本設(shè)計(jì)不考慮采用污泥硝化工藝，而是采用污泥直接進(jìn)行濃縮，脫水。但在總平面布置圖上預(yù)留遠(yuǎn)期污泥硝化系統(tǒng)用地。 　　 目前，我國城市污水處理廠的污泥大部分未經(jīng)無害化處理就隨意堆放或用于農(nóng)田國外許多國家對(duì)污泥處置采用較多的方法是焚燒，填埋，堆肥和填海等。焚燒技術(shù)雖說具有處理迅速，減容多（70%-90%），無害化程度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但一次性投資巨大，操作管理復(fù)雜，而且能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高，不太適應(yīng)我國目前的國情；污泥衛(wèi)生填埋，終結(jié)覆蓋，是處理城市

63、污水處理廠脫水污泥較為有效的方法之一。但其滲濁液的COD與BOD值較高，需進(jìn)行處理，否則會(huì)造成二次污染，污泥與城市生活垃圾高溫堆肥，污泥熟化程度高，病原體和寄生蟲卵去除較徹底，有利于污泥農(nóng)用，是社和我國國情的污泥穩(wěn)定處理工藝。 由于鐵山區(qū)的污水量小，產(chǎn)泥少，且經(jīng)費(fèi)困難，故污泥與生活垃圾一樣填埋。 4主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)尺寸一覽 表2主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)尺寸一覽 序號(hào) 類型 尺寸 備注 1 泵前粗格柵 柵前水深h=0.40m 柵槽寬度B=1.45m 柵條間隙s=60mm 采用兩組格柵，型號(hào)為 GH型回轉(zhuǎn)格柵 2 污水提升泵 水泵揚(yáng)程為10m，選用型號(hào)為 200W

64、Q—60—11的潛污泵3臺(tái)，一臺(tái)備用 3 泵后細(xì)格柵 柵前水深h=0.8m 柵槽寬度B=3.39m 柵條間隙e=10mm 采用兩組格柵，型號(hào)為 GH型回轉(zhuǎn)格柵 4 集水井 hlb=3.5m2.5m1m 5 曝氣沉砂池 長度L=11.25m 每個(gè)砂斗容積V=0.3125m 6 卡魯塞爾氧化溝 單池長度 L=48.9m V=15267m3 有效深度h=6m 擬采用4座氧化溝 7 二沉池 A單=625m2 池直徑D=28.22m 有效水深h=1.65m 擬建4座 8 污泥濃縮脫水池 廠房占地面積240m2 采用一體化的濃縮脫水設(shè)備

65、，型號(hào)：DNQ-1000功率：2.2kw 9 接觸池 池長L=12m 池寬W=4.0m 有效水深h=1.65m 10 加氯間 長L=8.0m 寬W=6.0m 注：由于表格的篇幅有限，不能將所有尺寸列出，詳見第3章有關(guān)計(jì)算部分。 5污水廠平面布置 污水處理廠的平面布置包括：處理構(gòu)筑物的布置；辦公、化驗(yàn)及其它輔助建筑物的布置以及以及各種管道、道路、綠化等的布置。根據(jù)處理廠的規(guī)模采用1：200—1：500比繪制總平面圖。 5.1平面布置的一般原則 (a)處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約土地并便于管理； (b)處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)盡可能按流

66、程順序布置，以避免管線迂回，同時(shí)應(yīng)充分利用地形以減少土方量； (c)經(jīng)常有人工作的地方如辦公、化驗(yàn)等用房應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)的上風(fēng)向，在北方地區(qū)也應(yīng)考慮朝陽，設(shè)綠化帶與工作區(qū)隔開； (d)構(gòu)筑物之間的距離應(yīng)考慮敷設(shè)管渠的位置，運(yùn)轉(zhuǎn)管理的需要和施工的要求，一般采用5—10m； (e)污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能布置成單獨(dú)的組合，以備安全，并方便管理； (f)變電所的位置應(yīng)設(shè)在耗電量大的構(gòu)筑物附近，高壓線應(yīng)避免在廠內(nèi)架空敷設(shè)； (g)污水廠應(yīng)設(shè)置超越管以便在發(fā)生事故時(shí)，使污水能超越一部分或全部構(gòu)筑物，進(jìn)入下一級(jí)構(gòu)筑物或事故溢流管； (h)污水和污泥管道應(yīng)盡可能考慮重力自流； (i)在布置總圖時(shí)，應(yīng)考慮安排充分的綠化地帶，為污水處理廠的工作人員提供一個(gè)優(yōu)美舒適的環(huán)境； (j)總圖布置應(yīng)考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合，有條件時(shí)可按遠(yuǎn)景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列分期建設(shè)。 5.2 廠區(qū)平面布置形式 (1)“一”字